package datastructure.tree.binarytree;

/**
 * 二分查找树
 *
 * @author jack.wu
 * @version 1.0
 * @date 2020-04-02
 */
public class BinarySortTreeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BinarySortTree bst = new BinarySortTree();
        int[] arr = {7, 3, 10, 12, 5, 1, 9};
        for (int num : arr) {
            bst.add(new Node(num));
        }
        // 中序遍历
        bst.infixOrder();
//        // 查找
//        Node node = bst.search(88);
//        // 查找父结点
//        Node node1 = bst.searchParent(3);
//        System.out.println("查找父结点：" + node1);
        Node root = bst.getRoot();
        System.out.println("树的高度：" + root.height());
        System.out.println("树的左子树高度：" + root.leftHeight());
        System.out.println("树的右子树高度：" + root.rightHeight());


    }
}

class BinarySortTree {
    private Node root = null;

    public Node getRoot() {
        return root;
    }

    /**
     * 添加结点
     *
     * @param node
     */
    public void add(Node node) {
        if (root == null) {
            root = node;
            return;
        }
        root.add(node);
    }

    /**
     * 删除结点
     *
     * @param value 目标结点值
     */
    public void deleteNode(int value) {
        // 空树
        if (root == null) {
            return;
        }
        // 待删除结点
        Node targetNode = search(value);
        // 没有找到要删除的结点
        if (targetNode == null) {
            return;
        }
        // 找到并且只有一个根节点 说明根节点就是要删除结点
        if (root.left == null && root.right == null) {
            root = null;
            return;
        }
        // 待删除结点的父结点
        Node parentNode = searchParent(value);
        // 如果待删除结点为叶子结点
        if (targetNode.left == null && targetNode.right == null) {
            // 判断待删除结点是父结点的左结点还是右结点
            if (parentNode.left != null && parentNode.left.value == value) {
                // 是左结点
                parentNode.left = null;
            } else if (parentNode.right != null && parentNode.right.value == value) {
                // 是右结点
                parentNode.right = null;
            }
        } else if (targetNode.left != null && targetNode.right != null) {
            // 有左右两个结点 只需要找到待删除结点右边最小结点 然后删除 最后把这个targetNode 的值变成找到的最小值
            targetNode.value = delRightTreeMin(targetNode);
        } else {
            // 只有一个子结点
            // 如果要删除的的结点有左子结点
            if (targetNode.left != null) {

                if (parentNode != null) {
                    if (parentNode.left.value == value) {
                        // 如果 targetNode 是 parentNode 的左子结点
                        parentNode.left = targetNode.left;
                    } else {
                        // 如果 targetNode 是 parentNode 的右子结点
                        parentNode.right = targetNode.left;
                    }
                } else {
                    // 如果待删除父节点为null了 直接把待删除一个子结点变成root
                    root = targetNode.left;
                }

            } else { // 如果要删除的的结点有右子结点
                if (parentNode != null) {
                    if (parentNode.left.value == value) {
                        // 如果 targetNode 是 parentNode 的左子结点
                        parentNode.left = targetNode.right;
                    } else {
                        // 如果 targetNode 是 parentNode 的右子结点
                        parentNode.right = targetNode.right;
                    }
                } else {
                    root = targetNode.right;
                }

            }
        }
    }

    /**
     * 删除node为根节点的右最小结点
     *
     * @param node
     * @return
     */
    public int delRightTreeMin(Node node) {
        if (node == null) {
            throw new RuntimeException("传入结点为空~~~~");
        }
        Node temp = node;
        while (temp.left != null) {
            temp = temp.left;
        }
        // 删除那颗最小结点
        deleteNode(temp.value);
        return temp.value;
    }

    /**
     * 中序遍历
     */
    public void infixOrder() {
        if (root == null) {
            System.out.println("空树~~~~");
            return;
        }
        root.infixOrder();
    }

    /**
     * 查找结点
     *
     * @param value
     * @return
     */
    public Node search(int value) {
        if (root == null) {
            return null;
        }
        return root.search(value);
    }

    /**
     * 查找父节点
     *
     * @param value
     * @return
     */
    public Node searchParent(int value) {
        if (root == null) {
            return null;
        }
        return root.searchParent(value);
    }

}

class Node {
    int value;
    Node left;
    Node right;

    public Node(int value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Node{" +
                "value=" + value +
                '}';
    }

    /**
     * 添加
     *
     * @param node
     */
    public void add(Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        if (node.value < this.value) {
            if (this.left == null) {
                this.left = node;
            } else {
                this.left.add(node);
            }
        } else {
            if (this.right == null) {
                this.right = node;
            } else {
                this.right.add(node);
            }
        }

        // 平衡 当添加完一个结点后 如果 (右子树的高度 > 左子树高度 )>1 ,左旋转
        if (rightHeight() - leftHeight() > 1) {
            // 如果右边的左高度 > 右边的右高度 就需要进行一次右旋
            if (right != null && right.leftHeight() > right.rightHeight()) {
                right.rightRotate();
            }
            leftRotate();
            // 注意：这里需要return出去
            return;
        }
        // 右旋
        if (leftHeight() - rightHeight() > 1) {
            // 如果左的右高度 > 左边的左高度 就需要进行一次左旋
            if (left != null && left.rightHeight() > left.leftHeight()) {
                leftHeight();
            }
            rightRotate();
        }
    }

    /**
     * 查找结点
     *
     * @param value 需要查找结点的值
     * @return 目标结点
     */
    public Node search(int value) {
        Node target = null;
        if (this.value == value) {
            return this;
        }
        if (value < this.value && this.left != null) {
            target = this.left.search(value);
        } else if (value >= this.value && this.right != null) {
            target = this.right.search(value);
        }
        return target;
    }

    /**
     * 查找目标结点的父结点
     *
     * @param value 目标结点值
     * @return 目标结点的父结点
     */
    public Node searchParent(int value) {
        if (this.left != null && this.left.value == value ||
                this.right != null && this.right.value == value) {
            return this;
        } else {
            if (value < this.value && this.left != null) {
                return this.left.searchParent(value);
            } else if (value > this.value && this.right != null) {
                return this.right.searchParent(value);
            } else {
                return null;
            }
        }

    }

    /**
     * 中序打印
     */
    public void infixOrder() {
        if (this.left != null) {
            this.left.infixOrder();
        }
        System.out.println(this);
        if (this.right != null) {
            this.right.infixOrder();
        }
    }

    /**
     * 得到当前结点的高度
     *
     * @return
     */
    public int height() {
        return Math.max(left == null ? 0 : left.height(), right == null ? 0 : right.height()) + 1;
    }

    /**
     * 得到当前结点的左子树高度
     *
     * @return
     */
    public int leftHeight() {
        if (left == null) {
            return 0;
        }
        return left.height();
    }

    /**
     * 得到当前结点的右子树高度
     *
     * @return
     */
    public int rightHeight() {
        if (right == null) {
            return 0;
        }
        return right.height();
    }

    /**
     * 左旋转
     */
    private void leftRotate() {
        // 创建新的结点，以当前根节点的值
        Node newNode = new Node(value);
        // 把新结点的左子树设置成当前结点的左子树
        newNode.left = left;
        // 把新节点的右子树设置成当前结点的右子树的左子树
        newNode.right = right.left;
        // 把当前结点的值替换成右结点的值
        value = right.value;
        // 把当前结点的右子树设置成当前结点右子树的右子树
        right = right.right;
        // 把当前结点的左子树设置成新结点
        left = newNode;
    }

    /**
     * 右旋转
     */
    private void rightRotate() {
        Node newNode = new Node(value);
        newNode.right = right;
        newNode.left = left.right;
        value = left.value;
        left = left.left;
        right = newNode;
    }
}